[發(fā)明專利]基于ATmega88的大尺寸高分辨率紅外觸摸屏

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210140750.X
• 申請日: 2012-05-09
• 公開（公告）號: CN103389831A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發(fā)明（設計）人: 王春濤
• 申請（專利權(quán)）人: 山西巖濤網(wǎng)絡有限公司
• 主分類號: G06F3/042
• 分類號: G06F3/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領域：

機械領域；電子信息領域；

背景技術(shù)：

紅外觸摸屏作為觸摸技術(shù)的一種，因為不受電流、電壓和靜電干擾，適宜惡劣的環(huán)境條件，因此成為觸摸屏產(chǎn)品最終的發(fā)展趨勢。但傳統(tǒng)的紅外觸摸屏分辨率很低，往往由其紅外管對數(shù)決定，因此必須提高其分辨率以滿足各種行業(yè)的需求。另一方面，紅外觸摸屏因采用紅外接收管作為傳感器件，當用于戶外時，若環(huán)境中陽光強度較高，則會干擾其正常工作。這些缺陷都影響了紅外觸摸屏的應用。

伴隨科技進步，紅外觸摸屏也有了極大發(fā)展。目前國內(nèi)商用觸摸屏分辨率一般在1000×720，有些高端產(chǎn)品甚至達到更高。國外的部分產(chǎn)品可以達到4096×4096，但其抗光干擾的能力并不強。對于國內(nèi)部分行業(yè)使用的大屏幕顯示器，國內(nèi)的紅外觸摸屏技術(shù)還無法正常實現(xiàn)其觸摸及其他功能，而抗光干擾方面就更差。針對這種情況，本文提出了一種抗強光干擾的高分辨率紅外觸摸屏設計及研制方案。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明提出了一種抗強光干擾的高分辨率紅外觸摸屏設計及研制方案。。其通過AD轉(zhuǎn)換器對紅外接收電路的輸出電壓變化進行精確量化，從而轉(zhuǎn)化為坐標的相應變化。采用74HC138及74HC238來靈活控制整個電路，相比其他方案，大大減少了元件使用量，降低了成本，而性能更加穩(wěn)定。通過硬件電路設計和軟件方式共同提高了紅外觸摸屏的抗光干擾能力。

紅外接收管和發(fā)射管緊密排列，X軸和Y軸的紅外管共由9片74HC138和74HC238芯片控制。接收到的信號經(jīng)過放大電路后進入AT-Mega?88進行處理。單片機通過串行口與鼠標的底層驅(qū)動通信，校驗及點擊的數(shù)據(jù)存放于EEPROM。驅(qū)動軟件通過單片機處理的數(shù)據(jù)判斷相應的鼠標動作，完成單擊、雙擊、左右鍵使用等判定，從而達到觸摸效果。

附圖說明：

附圖1為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

附圖2為系統(tǒng)軟件流程圖；

具體實施方式：

紅外發(fā)射接收電路設計

紅外發(fā)射及接收對管經(jīng)過測試，分別選擇了億光公司的中5mmPT系列光電二極管和三極管。電路中使用功率三極管S8550用作開關(guān)。其中，紅外發(fā)射電路中發(fā)射管為紅外發(fā)射二極管，而接收管為三極管。光電三極管是在光電二極管的基礎上發(fā)展起來的光電器件，它本身即具有放大功能。S8550是PNP型三極管，當用作開關(guān)時，它工作在飽和和截止兩種狀態(tài)，相當于一個由基極信號控制的無觸點開關(guān)，其作用對應于觸點開關(guān)的“閉合″與“斷開″。

紅外接收管及發(fā)射管的控制部分由74HC138及74HC238兩種芯片共同完成。分布于x軸和Y軸的紅外管每8個分為一組，由74HC138和74HC238共同控制。

紅外接收電路同樣由74HC138和74HC238共同控制。對于X軸的120支紅外管，Y軸的64支紅外管，按照一般思路，可采取單芯片控制的組電路設計方法，每8個一組的紅外管輸出的電壓用一片專用的74HC595芯片來進行接收，電路的基礎控制芯片為74HC5951加I。這種設計將會使系統(tǒng)采用較多芯片，導致成本大大增加，且系統(tǒng)的響應時間將會增加，用作商業(yè)使用不可取。在本系統(tǒng)的設計中，使用了一片4051，使其能接收每一組的8路紅外光電轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓并輸入放大電路。

74HC138為3/8譯碼器，輸入端A2、A1、A0從000.111變化，對應輸出端低電平輸出，完成成變量譯碼。E1、E2、E3為片選信號。74HC138適合內(nèi)存地址解碼或數(shù)據(jù)路由應用。74HC138作用于高性能的存貯譯碼或要求傳輸延遲時間短的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，在高性能存貯器系統(tǒng)中，用這種譯碼器可以提高譯碼系統(tǒng)的效率。將快速賦能電路用于高速存貯器時，譯碼器的延遲時間和存貯器的賦能時間通常小于存貯器的典型存取時間，這就是說由肖特基鉗位的系統(tǒng)譯碼器所引起的有效系統(tǒng)延遲可以忽略不計。74HC138按照三位二進制輸入碼和賦能輸入條件，從8個輸出端中譯出一個低電平輸出。兩個低電平有效的賦能輸入端和一個高電平有效的賦能輸入端減少了擴展所需要的外接門或倒相器，擴展成24線譯碼器不需外接門；擴展成32線譯碼器，只需要接一個外接倒相器。在解調(diào)器應用中，賦能輸入端可用作數(shù)據(jù)輸入端。

整個控制電路核心由ATmel公司的ATmega88芯片及外圍電路構(gòu)成。系統(tǒng)上電啟動后，控制電路驅(qū)動紅外管掃描、接收，并完成坐標計算以及與計算機的通信，把坐標最終轉(zhuǎn)換成鼠標響應。